１混凝土裂縫產(chǎn)生原因 

在工程中出現(xiàn)的多數(shù)輕微細小的宏觀裂縫，由于產(chǎn)生原因的不同有很多種分類。常見的從裂縫表面走向而言，有網(wǎng)狀裂縫，即由許多各種方向斷裂縫構成的近似六角形的網(wǎng)狀裂縫，它表示混凝土表面受到內(nèi)部混凝土的約束。另外一種是許多一條條的裂縫，它具有一定的方向性，常常是彼此平行，相距一定間隔，它表示在垂直裂縫的方向上受到約束。由于化學反應出現(xiàn)體積不安定，或由于凍融，或者由于鋼筋銹蝕均會使混凝土開裂破壞。新澆筑的混凝土和硬化后的混凝土都會發(fā)生裂縫，尤其是新澆筑的混凝土若發(fā)生微裂，再增加不利的影響，超過了承受能力，便會出現(xiàn)明顯的裂縫。 

 

１．    １新澆混凝土的裂縫 

新澆筑的混凝土在硬化前會因為施工引起的底層和模板的位移或變形而產(chǎn)生裂縫，因為沉淀收縮引起鋼筋、集料和其他預埋件周圍的混凝土開裂，同時會發(fā)生塑性收縮裂縫。 

 

１．１．１塑性沉降裂縫 

在新拌混凝土中，骨料顆粒懸浮在一定稠度的膠結材漿體中，由于普通混凝土的漿體密度低于骨料，骨料在漿體中有下沉趨勢。而漿體中水泥顆粒密度又大于粉煤灰并遠大于水，從而使?jié){體中的粉煤灰與水向上漂移而產(chǎn)生沉降與離析、泌水現(xiàn)象。骨料下沉和水分上升會在水平鋼筋底部和粗骨料底部積聚水分，干后形成空隙，下沉的固體顆粒遇到水平鋼筋或受到側(cè)模的摩擦阻力時，會與周圍的混凝土形成沉降差，在混凝土表面形成塑性沉降裂縫�；炷�土坍落度越大，越容易發(fā)生塑性沉降裂縫 

 

１．１．２塑性收縮裂縫 

通常發(fā)生在新澆筑的水平表面、地坪、路面的混凝土表面。混凝土在初凝前由于水分蒸發(fā)，內(nèi)部水分不斷向表面遷移，形成混凝土在塑性階段體積收縮。當施工溫度高，相對濕度低時，混凝土內(nèi)部水分向表面遷移供應不上蒸發(fā)量的情況下，混凝土表面失水干縮受下面混凝土的約束，表面會出現(xiàn)不規(guī)則的塑性收縮裂縫。此種塑性收縮裂縫在混凝土初凝前及時抹壓或二次振搗可以愈合，若不及時處理并蓄水養(yǎng)護，可能發(fā)展為貫通性有害裂縫。尤其是當前施工廣泛采用泵送商混施工，為便于泵送與澆筑，現(xiàn)場任意加水現(xiàn)象時有發(fā)生。不僅使水灰比變大，降低混凝土強度，且極易產(chǎn)生塑性收縮裂縫，應嚴加控制。 

 

１．２硬化混凝土的裂縫 

 

１．２．１干縮 

水泥在水化過程中，水化產(chǎn)物的絕對體積同水化前的水泥與水的體積之和相比有所減少。硅酸鹽水泥的水化收縮量約為１％～２％，水泥水化時不斷消耗水分導致毛細孔自由水減少，濕度降低，在外部養(yǎng)護水供應不充分的情況下，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生自干燥現(xiàn)象。由自干燥作用導致毛細孔內(nèi)產(chǎn)生負壓，引起混凝土內(nèi)部產(chǎn)生自干燥收縮。在收縮的同時由于存在約束（這個約束是由結構的另一部分和底層產(chǎn)生的），會引起拉應力，拉應力超過抗拉強度時混凝土產(chǎn)生裂縫，裂縫能夠在比開裂應力小的多的應力作用下擴展延伸。 

  

１．２．２溫度變形 

混凝土澆筑后，水泥的水化熱使混凝土內(nèi)部溫度升高，一般每 １００ｋｇ水泥可使混凝土內(nèi)部升高１０℃左右，加上混凝土的入模溫度，在２～３ｄ內(nèi)，混凝土內(nèi)部溫度可達５０～８０℃。當混凝土每升高或降低１０℃，混凝土會產(chǎn)生０．０１％的線膨脹或收縮。經(jīng)驗表明，在無風天氣，混凝土表面溫度與環(huán)境氣溫之差大于２５℃時，即出現(xiàn)肉眼可見的溫差收縮裂縫，這就是大體積混凝土表面需要及時覆蓋保濕保溫養(yǎng)護的原因。 

 

１．２．３原材料選用不當 

如水泥的Ｃ３Ａ含量高、含堿量高或水泥細度過大都會使拌合物需水量大，早期水化快，早期水化熱集中，導致發(fā)生早期水化收縮，處理不當時較易出現(xiàn)塑性收縮裂縫，助長自生干縮裂縫和溫差裂縫的發(fā)展。骨料的溫度也不宜過高，砂、石的含泥量必須符合規(guī)范要求。 

 

１．２．４施工質(zhì)量不良 

如澆筑工藝不當：墻體等垂直結構分層澆筑時，如澆筑速度太快，下層混凝土在硬化初期可能發(fā)生沉降，產(chǎn)生橫向裂縫。如兩層間澆筑相距時間太長，則會產(chǎn)生冷縫。振搗不足部位混凝土構造比較疏松，拆模后易出現(xiàn)蜂窩、麻面，過振部位則粗骨料下沉，表面泌漿、泌水，中間砂漿富集，易由表及里發(fā)生塑性裂縫和干縮裂縫�；炷�土澆筑后不及時養(yǎng)護，養(yǎng)護時間達不到規(guī)范規(guī)定的天數(shù)，或并不覆蓋保濕養(yǎng)護，混凝土處于養(yǎng)護不足狀態(tài)，使混凝土開裂程度增加，增加收縮，降低混凝土的長期齡強度和混凝土的耐久性。 

 

１．２．５鋼筋銹蝕膨脹 

混凝土結構在大氣條件下，由表及里逐漸碳化，待碳化透過保護層，鋼筋失去混凝土堿性介質(zhì)的保護作用，引起銹蝕。某些接觸氯離子的工程，氯離子滲入混凝土中，導致鋼筋銹蝕，銹蝕后體積膨脹２～３倍，將混凝土表面張裂，出現(xiàn)順筋裂縫。 

 

１．２．６施工荷載 

混凝土在施工期間承受荷載遠比結構使用期間的荷載更為嚴重，施工現(xiàn)場的材料堆放與機具運轉(zhuǎn)均可使結構承受比設計更為不利的荷載。早期混凝土澆筑后，在強度和彈性模量均不很高的情況下，過早地施加超過混凝土承載能力的施工荷載，或混凝土強度未達到設計要求就過早拆除支撐底模板，導致混凝土在受拉區(qū)出現(xiàn)不能愈合的裂縫。 

 

２　影響混凝土開裂的因素 

上面談到有許多類型的裂縫，有許多因素如材料、配合比、施工、設計、使用與暴露條件等方面的原因使混凝土產(chǎn)生這類裂縫，影響混凝土開裂的因素可以總結如下： 

 

２．１水 

水灰比或每立方米混凝土的用水量是個重要的因素或許是最重要的因素，用水量愈多收縮的趨勢就愈大，既增加收縮又降低強度。 

 

２．２水泥 

水泥用量多混凝土的收縮也大，磨得比較細的水泥和含硅量比較多的水泥相對地收縮也大，但開裂的可能不一定大，碳化產(chǎn)生初始收縮但會減少以后的干縮。應用膨脹劑可以減少或消除由于干縮引起的開裂。 

 

２．３集料 

集料的礦物成分、形狀、表面構造、和級配會影響混凝土的配合比、熱膨脹系數(shù)、干縮、剛度、徐變和強度。集料最大粒徑愈小的混凝土收縮愈大，粒徑較大的集料比較小的集料對收縮具有較大的局部約束。 

 

２．４外加劑 

外加劑可以影響混凝土的硬化速度、混凝土的用水量、混凝土的收縮和徐變，從而對混凝土的開裂產(chǎn)生影響。 

 

２．５泌水 

新澆筑混凝土產(chǎn)生泌水，泌水積聚在大顆粒集料和鋼筋下方會形成內(nèi)部裂縫。 

 

２．６澆筑 

混凝土的澆筑條件和澆筑速度通過下述因素如泌水、模板內(nèi)的離析、溫度、模板變形和地基的不均勻沉陷等對混凝土的開裂產(chǎn)生影響。 

 

２．７養(yǎng)護 

養(yǎng)護濕度是一個很重要的條件，混凝土表面的干燥會引起潛在的收縮并導致干裂。養(yǎng)護時間長會影響干縮，但影響很小，能提高混凝土強度因而能增加抗裂的效果。 

 

２．８溫度 

在最初幾小時當混凝土變成固體時會產(chǎn)生大量水化熱，隨后冷卻又產(chǎn)生收縮，這就是溫度對混凝土開裂的主要影響。 

 

２．９暴露 

暴露的氣候條件對混凝土的開裂有很大的影響。很大的溫度梯度和很大的濕度梯度會在混凝土表面和內(nèi)部或背面之間產(chǎn)生很大的內(nèi)部約束。 

 

２．１０約束 

由基礎或鄰近的結構造成過大的剛性約束會導致混凝土開裂，一段未設伸縮縫的很長的墻或板，肯定會在一定間隔的部位產(chǎn)生裂縫。同時，混凝土內(nèi)部也會產(chǎn)生約束，如塊體各部分溫度不同會產(chǎn)生約束導致開裂。 

綜上所述，由于混凝土是多元、多相、非勻質(zhì)的復合材料，許多因素都可以導致混凝土產(chǎn)生不同程度的裂縫。特別是采用商品混凝土澆筑新措施后，泵送混凝土具有量大、砂率小、水灰比大、骨料粒徑小、澆筑快等特點，給裂縫的有效控制增加了一定的難度。 

 

３　裂縫的防止與控制 

為控制鋼筋混凝土結構的裂縫，應遵守《混凝土結構設計規(guī)范》ＧＢ５００１０、《混凝土結構工程質(zhì)量驗收規(guī)范》ＧＢ５０２０４、《普通混凝土配合比設計規(guī)程》ＪＧＪ５５等有關規(guī)范、標準的規(guī)定，并根據(jù)混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，采取相應措施防止混凝土開裂。 

 

３．１設計方面的措施。 

設計時應考慮各種條件對混凝土產(chǎn)生的約束，合理布置收縮、膨脹和伸縮縫的間距，采取有效措施加強建筑物屋面、外墻等外露構件表面的保溫、隔熱性能，對跨度較大的混凝土受彎構件采用預應力或其他有效措施，在預計可能產(chǎn)生裂縫的部位配置足夠的構造鋼筋，盡可能通過合理配筋調(diào)節(jié)裂縫寬度和裂縫間距。 

 

３．２降低混凝土發(fā)熱量 

采用低水化熱的水泥以降低混凝土溫度，應用低開裂溫度的膠凝材料，摻加高效減水劑以減少水泥用量和用水量，盡可能應用最大粒徑較大的粗集料。只要施工技術允許，盡可能應用低坍落度混凝土，低坍落度混凝土用水量小，有利于降低溫度、減少干縮。同時應用強度和耐久性允許的最少水泥用量。 

 

３．３降低混凝土澆筑溫度 

外界氣溫越高，混凝土的澆筑溫度也越高，當澆筑溫度為３０℃時，在第一個２４ｈ內(nèi)，水泥產(chǎn)生了７天水化熱的６２．５％，混凝土達到最高溫度的時間也縮短了，減少了可利用的散熱時間，降低了和易性。選擇適當?shù)臏囟葷仓�混凝土，避開熱天，對澆筑量不大的塊體安排在下午3點以后進行或夜間澆筑。夏季采用低溫水或冰水拌制混凝土。 

 

３．４分塊分層澆筑混凝土 

合理分縫分塊澆筑，適當設置水平或垂直施工縫，或在適當位置設置后澆帶或跳倉澆筑，以放松約束程序，減少每次澆筑長度和蓄熱量，增加散熱面，防止水化熱的過大聚集，削減溫度應力。均勻地澆筑混凝土，施工時要考慮模板內(nèi)、圍繞鋼筋和混凝土的早期沉淀收縮，等到混凝土收縮完畢才開始最終抹面。 

 

  

３．５表面保溫與保持濕潤 

搞好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護，緩慢降溫，充分發(fā)揮混凝土的徐變特性，減低溫度收縮應力，夏季避免曝曬，冬季采取保溫覆蓋，以減低混凝土表面的溫度梯度，防止溫度突變引起的降溫沖擊。養(yǎng)護中斷時應切忌防止從濕潤狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)為干燥或過度干燥。 

采用較長時間養(yǎng)護，長時間保持混凝土濕潤狀態(tài)，使混凝土能夠增長強度以抵抗開裂應力。規(guī)定合理的拆模時間，緩慢降溫時間和變形速度，充分發(fā)揮混凝土的"應力松弛效應"，以消減溫度收縮應力。 

 

３．６提高極限拉伸強度。 

合理選擇配合比，使用粗骨料級配選用5～40mm級配的砂石，相應減少水泥用量，嚴格控制含泥量，加強混凝土的振搗，注意是上下層的混凝土一體化，提高混凝土的密實度和抗拉強度，減少收縮，保證施工質(zhì)量。 

采取二次投料法、二次振搗法，澆筑后及時排除表面泌水，以提高混凝土的強度。 

 

４　結構裂縫的修補 

在修補裂縫前要對裂縫進行檢測與研究，以確定裂縫部位、開裂程度、裂縫產(chǎn)生原因及需要如何修復。同時要檢查設計圖紙、施工記錄和維修記錄。確定裂縫的位置和裂縫寬度可以用目測、刻度放大鏡或無損探傷方法：例如超聲波測量，也可以鉆孔取樣檢查。 

根據(jù)對裂縫的測量與研究，選擇適當?shù)男扪a方法可以修復或增加混凝土強度（或剛度），增加耐久性，增強防水性能，改善混凝土表面外觀。 

在修補以前要研究裂縫產(chǎn)生的原因，例如由于干縮引起的裂縫，經(jīng)過一段時間后裂縫趨于穩(wěn)定，可以修補。如果裂縫是由于基礎沉陷，則沉陷問題沒有得到正確處理以前修復裂縫是沒有用的。 

根據(jù)損傷的性質(zhì)可以選擇一種或幾種修補方法，例如為恢復裂縫部位的抗拉強度可以用環(huán)氧灌漿、加設鋼筋或用后張法（即外部施加預應力）增加強度。 

裂縫引起擋水結構滲漏必須加以修補，為了減少鋼筋銹蝕造成進一步破壞，暴露在潮濕環(huán)境中的裂縫必須封閉。